特邀策劃人

劉 俊

工學(xué)博士，杭州電子科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院教授，通信信息傳輸與融合技術(shù)國防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室副主任；主要從事信息融合、模式識(shí)別及智能系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)視覺等領(lǐng)域研究工作；主持和參與完成近30項(xiàng)國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、預(yù)研項(xiàng)目、國防基礎(chǔ)科研項(xiàng)目等國家級(jí)和省部級(jí)課題；出版學(xué)術(shù)專著1部，發(fā)表論文40余篇，完成國防技術(shù)研究報(bào)告14篇，授權(quán)發(fā)明專利21項(xiàng)，軟件著作權(quán)登記10項(xiàng)，榮獲國防科學(xué)技術(shù)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)?，F(xiàn)為中國指揮與控制學(xué)會(huì)火力與指揮控制專業(yè)委員會(huì)委員、中國指揮與控制學(xué)會(huì)海上指揮控制專業(yè)委員會(huì)委員、中國航空學(xué)會(huì)信息融合專業(yè)委員會(huì)委員、中國電子學(xué)會(huì)遙感遙測(cè)遙控分會(huì)委員。

內(nèi)容導(dǎo)讀

海洋信息系統(tǒng)是國家信息系統(tǒng)的重要組成部分，是“天地一體化信息網(wǎng)絡(luò)”不可分割的部分，黨的十九大報(bào)告明確提出“堅(jiān)持陸海統(tǒng)籌，加快建設(shè)海洋強(qiáng)國”。在陸軍院士的主導(dǎo)下，2018年工信部電子科技委設(shè)立了信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略研究和戰(zhàn)略咨詢項(xiàng)目重點(diǎn)課題——“海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系發(fā)展戰(zhàn)略研究”，2020年工信部電子科技委設(shè)立了信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略研究和戰(zhàn)略咨詢項(xiàng)目重點(diǎn)課題——“海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系—南海區(qū)域海洋綜合信息網(wǎng)絡(luò)示范建設(shè)研究”，比較清楚地分析了海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系建設(shè)的國內(nèi)外情況，并明確了南海區(qū)域海洋綜合信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的必要性；初步提出了我國海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系的系統(tǒng)、業(yè)務(wù)、功能、技術(shù)架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)業(yè)布局，以及以南海網(wǎng)信“新基建”為抓手的海洋綜合信息網(wǎng)絡(luò)示范方案。

鑒于上述情況，為了更好地將我國海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系的最新研究成果介紹給讀者，進(jìn)一步滿足實(shí)際國情和海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系發(fā)展需求，探索面向海洋的科學(xué)規(guī)律、技術(shù)突破、裝備制造和實(shí)際應(yīng)用，加快海洋強(qiáng)國建設(shè)，我們組織了本專題。

針對(duì)如何統(tǒng)籌科技與產(chǎn)業(yè)的力量以支撐海洋強(qiáng)國戰(zhàn)略這一重大問題，陸軍院士等的觀點(diǎn)文章《運(yùn)用科學(xué)體系工程思想經(jīng)略智慧海洋》高屋建瓴地闡明了“科學(xué)體系工程思想”和“公基母機(jī)論”，闡明了擺脫西方產(chǎn)業(yè)體系控制，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)體系核心、自主、可控的戰(zhàn)略途徑。不僅對(duì)海洋網(wǎng)絡(luò)信息領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)示范應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有重要的指導(dǎo)意義和價(jià)值，而且對(duì)于我國其他工業(yè)與信息化領(lǐng)域同樣具有重要的引領(lǐng)作用和價(jià)值。

論文《未來海洋通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)》在系統(tǒng)分析總結(jié)當(dāng)前海洋通信網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀、存在缺陷和不足的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了空天地海一體化的未來海洋通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并進(jìn)一步對(duì)海洋通信網(wǎng)絡(luò)高可靠自適應(yīng)組網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)方法、面向海洋通信的網(wǎng)絡(luò)資源管控體系等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了展望、分析和設(shè)計(jì)，對(duì)未來海洋通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供了基礎(chǔ)支持。

在系統(tǒng)總結(jié)當(dāng)前海上無線通信技術(shù)的現(xiàn)狀與存在的不足，以及分析影響海上無線傳輸性能關(guān)鍵因素的基礎(chǔ)上，《海上無線通信技術(shù)：現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)》提出了海上無線傳輸?shù)暮诵年P(guān)鍵技術(shù)原理和性能，并對(duì)海上無線通信的發(fā)展趨勢(shì)和方向進(jìn)行了展望。

為有效解決海陸混合的異構(gòu)地面-衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)面臨的多種挑戰(zhàn)，《面向廣域海洋覆蓋的密集低軌衛(wèi)星星座》設(shè)計(jì)了一種能夠用最少的衛(wèi)星數(shù)量滿足陸海地面站數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求的密集低軌衛(wèi)星星座部署方案，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求、數(shù)據(jù)流量、地面站分布密度、地面站最小仰角、衛(wèi)星軌道數(shù)量帶來的星座設(shè)計(jì)上的影響進(jìn)行了仿真，最終給出了最優(yōu)的地面站仰角和衛(wèi)星軌道部署方案。

針對(duì)海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系中的水下無線光通信問題，《基于擴(kuò)頻技術(shù)的水下無線光通信系統(tǒng)》提出以一定的信號(hào)帶寬為代價(jià)，使用擴(kuò)頻技術(shù)來提高水下無線光通信系統(tǒng)的接收端靈敏度，進(jìn)而延長(zhǎng)其傳輸距離；進(jìn)一步將擴(kuò)頻技術(shù)應(yīng)用于基于單光子探測(cè)器的UWOC系統(tǒng)，為有效解決海洋探測(cè)領(lǐng)域中的水下較大范圍和較高通信速率應(yīng)用提供關(guān)鍵技術(shù)支持。

《水下無線光通信的安全性研究》從光斑擴(kuò)散、非視距散射和主動(dòng)攻擊三個(gè)方面分析了水下無線光通信系統(tǒng)面臨的安全威脅，在系統(tǒng)介紹身份認(rèn)證、數(shù)據(jù)的保密性、密鑰的生成和分發(fā)基礎(chǔ)上，探討分析了這3種物理層安全方法在水下無線光通信的實(shí)際應(yīng)用問題，為海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系中水下無線光通信的安全性研究提供參考。

針對(duì)海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系的水下目標(biāo)定位需求，《基于雙弧陣的反卷積波束形成》提出一種基于雙弧陣的反卷積波束形成方法，用于解決被動(dòng)聲定位中使用的波束形成存在穩(wěn)健性足夠但是角度分辨力不足的問題。仿真實(shí)驗(yàn)表明，雙弧陣經(jīng)過虛擬陣列變換預(yù)處理后可以使用反卷積波束形成進(jìn)行準(zhǔn)確的方位估計(jì)，而且存在相干信號(hào)時(shí)，該方位估計(jì)方法也可以正常使用。

在研究浮標(biāo)型、船載型、平臺(tái)型等固定和機(jī)動(dòng)海洋信息裝備發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，《固定海洋信息裝備技術(shù)研究》探討了未來海洋信息裝備有關(guān)組網(wǎng)和服務(wù)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，設(shè)計(jì)了一種高穩(wěn)性、可靈活部署的浮式海洋網(wǎng)絡(luò)信息節(jié)點(diǎn)裝備，可作為海上信息基礎(chǔ)設(shè)施的主要平臺(tái)對(duì)海上信息感知、通信、服務(wù)等信息化設(shè)備進(jìn)行綜合搭載。

《海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系的基礎(chǔ)設(shè)施研究》對(duì)海洋網(wǎng)絡(luò)信息基礎(chǔ)設(shè)施的概念和組成進(jìn)行了分析，闡述了海洋網(wǎng)絡(luò)信息基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)海洋信息網(wǎng)絡(luò)體系中支撐作用，提出依靠海洋信息技術(shù)和海洋信息裝備，按照“節(jié)點(diǎn)+連接”構(gòu)建海洋網(wǎng)絡(luò)信息基礎(chǔ)設(shè)施，結(jié)合多種典型應(yīng)用，構(gòu)建“物理分布、邏輯一體”的海洋信息網(wǎng)絡(luò)體系。

《機(jī)動(dòng)海洋網(wǎng)絡(luò)信息裝備發(fā)展現(xiàn)狀及展望》在系統(tǒng)總結(jié)當(dāng)前機(jī)動(dòng)海洋網(wǎng)絡(luò)信息裝備體系結(jié)構(gòu)組成的基礎(chǔ)上，對(duì)其發(fā)展重點(diǎn)、應(yīng)用前景和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望和分析，為海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系發(fā)展提供參考。

綜上所述，本專題首次全方位地展示了海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系概念、內(nèi)涵、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，內(nèi)容涵蓋海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系總體結(jié)構(gòu)、海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系支撐等多方面相關(guān)技術(shù)。希望本專題能夠?qū)V大讀者了解和研究海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系提供有益的啟示、參考和借鑒，共同搭建起開放的海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系交流平臺(tái)，促進(jìn)我國海洋網(wǎng)絡(luò)信息體系的發(fā)展。最后，感謝編輯部各位老師在征稿通知發(fā)布、論文評(píng)審與意見匯總、論文定稿、編輯修改及出版過程中所付出的努力和汗水；感謝專題評(píng)審專家及時(shí)、耐心、細(xì)致的評(píng)審工作；衷心感謝各位作者的辛勤工作和精心撰稿!